EP0479804A1 - Supply circuit for operating an electromagnetic consumer - Google Patents

Supply circuit for operating an electromagnetic consumer

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Publication number
EP0479804A1
EP0479804A1 EP90908188A EP90908188A EP0479804A1 EP 0479804 A1 EP0479804 A1 EP 0479804A1 EP 90908188 A EP90908188 A EP 90908188A EP 90908188 A EP90908188 A EP 90908188A EP 0479804 A1 EP0479804 A1 EP 0479804A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
generator
supply circuit
consumer
circuit according
battery
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP90908188A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Henri Paganon
Guy Pichon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0479804A1 publication Critical patent/EP0479804A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2041/2003—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils using means for creating a boost voltage, i.e. generation or use of a voltage higher than the battery voltage, e.g. to speed up injector opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2041/2003—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils using means for creating a boost voltage, i.e. generation or use of a voltage higher than the battery voltage, e.g. to speed up injector opening
    • F02D2041/2006—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils using means for creating a boost voltage, i.e. generation or use of a voltage higher than the battery voltage, e.g. to speed up injector opening by using a boost capacitor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2058—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value

Definitions

  • the invention relates to a supply circuit for the operation of an electromagnetic consumer of a vehicle provided with a generator (alternator) and a battery, in particular for operating at least one solenoid valve of an injection system of an internal combustion engine of the vehicle.
  • the supply circuit according to the invention with the features mentioned in the main claim has the advantage that a correspondingly large current can be provided with relatively simple means for building the excitation of the electromagnetic consumer, that is to say for the pull-in phase of the solenoid valve, so that the solenoid valve picks up safely and within a very short time. If this state is reached, a switch is made to a substantially lower energy supply, that is to say the consumer current is reduced to the holding current of the solenoid valve.
  • the invention uses the facilities already present in the vehicle to carry out the operation described above. These are the generator (alternator) and the battery. Since the generator charges the battery during operation of the internal combustion engine, its terminal voltage is higher chosen as that of the battery.
  • the invention makes use of this by providing a circuit arrangement which connects the consumer (solenoid valve) to the generator for building up its excitation, that is to say for the starting phase, so that it is connected to a relatively high voltage which is too high leads to rapid excitement. If the consumer is the aforementioned solenoid valve in the exemplary embodiment considered here, it is tightened within a very short time. If this state is reached, that is, if the consumer is in the desired state of excitation, the circuit arrangement according to the invention carries out such a switchover that a connection to the battery is established and the connection to the generator is interrupted in order to maintain sufficient excitation. In this case, the excitation is preferably reduced to a relatively low value, which, however, is sufficient to maintain the tightening position of the solenoid valve. The initial current flowing in can accordingly be reduced to the holding current.
  • a voltage increasing device is located between the generator and the consumer. This makes it possible to drive a very high current through the field winding of the solenoid valve in a relatively short time.
  • the pull-in current pulse is preferably of the order of 70 A. This requires a voltage of the order of about 100 volts.
  • the voltage booster must accordingly the board increase the mains voltage, which is usually between 12 and 14 volts, up to this voltage amount.
  • the voltage increasing device is designed as a transformer.
  • the generator is preferably an alternating current generator, in particular a three-phase generator can be used.
  • a rectifier can be connected between the generator and the consumer. This is in particular between the transformer forming the voltage increasing device and the solenoid valve.
  • the three-phase AC voltage generated is first transformed and then rectified.
  • the three-phase arrangement has the advantage that the ripple of the rectified DC voltage is relatively low.
  • an energy store is possible. This can in particular be connected downstream of the rectifier and can be designed as a capacitor.
  • the switchover from the described tightening mode to the holding mode is carried out by controllable switching elements of the circuit arrangement.
  • One of the switching elements is preferably connected to the generator and another to the battery.
  • the two switching elements lead the consumer current to the consumer via diodes switched in the forward direction. These diodes decouple the two energy sources (generator or energy storage device and battery) from each other.
  • FIG. 1 shows a basic circuit diagram of an electrical system of a motor vehicle provided with the supply circuit according to the invention
  • FIG. 2 shows a block diagram of a generator and a voltage boost circuit
  • FIG. 3 shows a circuit arrangement which is connected to the device according to FIG.
  • Figure 5 is a diagram of a rectified generator voltage
  • Figure 6 is a current-time diagram of a solenoid valve.
  • the internal combustion engine 1 shows an internal combustion engine 1 of a vehicle, not shown, via a V-belt arrangement 2, the internal combustion engine 1 is connected to a generator 3 (alternator), which is designed as a three-phase generator.
  • the internal combustion engine 1 has four cylinders, so that accordingly four injection valves 4 are provided, which are designed as solenoid valves 5 and thus represent electromagnetic consumers 6.
  • the solenoid valves 5 are connected via lines 7 to a control unit 8 which interacts with a computer 9.
  • the computer 9 has inputs 10, to which the necessary information for determining the injection timing, the injection quantity and the length of the injection process are fed.
  • the control unit 8 is connected to the generator 3 via a line 11 and to a battery 13 of the vehicle via a line 12. There is also a line connection 14 between the generator 3 and the battery 13. The line connection 14 ensures that the battery 13 is recharged.
  • FIG. 2 schematically shows the closer structure of the generator 3.
  • This has a rotor 15 and a stator 16 and a regulator 17, which is designed electronically, which is symbolized in the drawing by the representation of a transistor.
  • the stator 16 is connected via lines 18 to a voltage increasing device 19, which is designed as a transformer 20. While the primary winding P is connected to the stator 16 of the generator 3, the secondary winding S of the transformer 20 is connected to a rectifier 21 binding.
  • the rectified transformer voltage is available at terminals 22 and 23.
  • terminals 22 and 23 of Figure 2 are connected to corresponding terminals 22 'and 23' of Figure 3.
  • Terminal 22 ' is also connected to ground 24, that is, the chassis of the vehicle.
  • the negative pole of the battery 13 is also connected to ground 24.
  • the plus pole of the battery. 13 is connected to a terminal 25.
  • the battery voltage Usatt is therefore between the terminals 25 and 24 and the generator voltage U Gen which is high-voltage through the transformer 3 and rectified by the rectifier 21 is between the terminals 23 and 23 'and ground 24.
  • the terminals 22 ', 23' and 25 belong to a circuit arrangement 26 which has controllable switching elements S1, S2, S3, S4, S5 and S6.
  • the switching elements S1 to S6 can be set to their on or off state by a control device of the circuit arrangement 26 (not shown) or by the control unit 8.
  • the cathode of the diode D1 is connected to a connection point 29.
  • a capacitor C which forms an energy store 30, is connected between the terminals 22 'and 23'.
  • the terminal 23 ' is also connected to the one pole 31 of the switching element S2.
  • the other pole 32 of the switching element S2 is connected to the anode of a diode D2 closed, the cathode of which leads to the connection point 29, via lines 33, which comprise the line 7 shown in FIG. 1, the connection point 29 is connected to the respective one connection of excitation windings 34 of the solenoid valves 5.
  • the other connections of the field windings 34 are connected to poles 35, 36, 37 and 38. the switching elements S3, S4, S5 and S6 in connection.
  • the other poles 39, 40, 41 and 42 of the switching elements S3, S4, S5 and S6 lead to a bus 43 which is connected to ground 24 via a measuring resistor 44.
  • a current regulator 45 is connected in parallel with the measuring resistor 44 and interacts with devices of the control unit 8 in order to ensure an optimal power supply for the solenoid valves 5.
  • the supply circuit according to the invention for the solenoid valves 5 shown in FIGS. 2 and 3 operates as follows:
  • the control unit 8 wants to inject fuel into the first cylinder Zyl1 of the internal combustion engine 1.
  • the first cylinder Zyl1 is assigned to the switching element S3, while the second cylinder Zyl2 interacts with the switching element S4, the third cylinder Zyl3 with the switching element S5 and the fourth cylinder Zyl4 with the switching element S6 (see FIG. 4).
  • the control device 8 controls the switching elements S2 and S3 in their closed states, so that a pull-in current I A flows through the excitation winding 34 of the solenoid valve 5 assigned to the first cylinder Cyl1 and is driven by the generator voltage U Gen .
  • the generator voltage U Gen can have a relatively high value and, in addition to the direct supply by the generator 3, the energy content of the capacitor C is added, so that overall there is a strong and rapidly increasing current pulse of the starting current I A , as can be seen from FIG. 6.
  • the point in time t 1 indicates the activation of the field winding 34 of the solenoid valve 5 of the cylinder Zyl1.
  • switching element S2 of circuit arrangement 26 is returned to its open state (FIG. 4b) and, at the same time, switching element S1 is moved into its closed position.
  • the battery voltage U Batt is lower than the generator voltage U Gen , the current flowing through the excitation winding 34 also drops, to a holding current I H which is sufficient to keep the solenoid valve 5 in the tightened state.
  • the drop in the current can be clearly seen in FIG. 6: from time t 2 , the current through the excitation winding 34 drops to the holding current I H.
  • FIG. 5 shows that the voltage supplied by the three-phase generator and high-voltage by the transformer 20 and rectified by the rectifier 21 has only a relatively small ripple.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un circuit d'alimentation pour la mise en oeuvre d'un circuit consommateur électromagnétique d'un véhicule muni d'une génératrice (dynamo) ainsi que d'une batterie, en particulier pour l'actionnement d'au moins une électrovanne d'un système d'injection d'un moteur à combustion interne du véhicule. Il est proposé un circuit qui relie le consommateur (6) à la génératrice (3) en vue de l'établissement de son excitation et qui établit ensuite, en vue du maintien d'une excitation suffisante, un raccordement à la batterie (13) et qui interrompt le raccordement à la génératrice (3).The invention relates to a power supply circuit for the implementation of an electromagnetic consumer circuit of a vehicle provided with a generator (dynamo) as well as a battery, in particular for the actuation of at least one solenoid valve of an injection system of an internal combustion engine of the vehicle. A circuit is proposed which connects the consumer (6) to the generator (3) with a view to establishing its excitation and which then establishes, with a view to maintaining sufficient excitation, a connection to the battery (13) and which interrupts the connection to the generator (3).

Description

Versorguncrsschaltung für den Betrieb eines elektromagnetischen Verbrauchers Supply circuit for the operation of an electromagnetic consumer
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Versorgungsschaltung für den Betrieb eines elektromagnetischen Verbrauchers eines mit Generator (Lichtmaschine) sowie Batterie versehenen Fahrzeugs, insbesondere zum Betreiben mindestens eines Magnetventils einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs. The invention relates to a supply circuit for the operation of an electromagnetic consumer of a vehicle provided with a generator (alternator) and a battery, in particular for operating at least one solenoid valve of an injection system of an internal combustion engine of the vehicle.
Beim Einschalten eines elektromagnetischen Verbrauchers steigt der Verbraucherstrom nicht schlagartig, sondern nur relativ langsam an. Dieses hat zur Folge, daß der Verbraucher seinen Nennbetrieb -ausgehend vom Einschaltzeitpunkt - erst nach einer gewissen Zeitverzögerung annimmt. Diese Eigenschaft ist bei vielen technischen Einrichtungen nachteilig. ßei elektromagnetischen Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs führt die genannte Einschaltverzögerung dazu, daß sich der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs nicht mit einer hinreichenden Genauigkeit festlegen läßt. Um diesen Nachteil zu beheben, ist es bekannt, den Ansteuerimpuls für das Magnetventil derart zu erzeugen, daß ein relativ hoher Stromstoß (Anzugstrom) vorliegt, der zu einem sehr raschen Anziehen des Magnetventils führt und daß anschließend zu einem niedrigeren, stationären Stromwert (Haltestrom) übergegangen wird, um das Magnetventil in seinem angenommenen Zustand zu halten. Zur Erzeugung derartiger Ansteuerimpulse sind sehr aufwendige elektronische Schaltungen erforderlich (DE-OS 28 28 678). When an electromagnetic consumer is switched on, the consumer current does not increase suddenly, but only relatively slowly. The consequence of this is that the consumer only starts its nominal operation after a certain time delay, starting from the switch-on time. This property is disadvantageous in many technical facilities. The electromagnetic injection valves of an internal combustion engine of a vehicle perform the aforementioned Switch-on delay means that the time at which the fuel is injected cannot be determined with sufficient accuracy. In order to remedy this disadvantage, it is known to generate the control pulse for the solenoid valve in such a way that there is a relatively high current surge (pull-in current), which leads to a very rapid pull-in of the solenoid valve, and subsequently to a lower, stationary current value (hold current) is passed to keep the solenoid valve in its assumed state. Very expensive electronic circuits are required to generate such control pulses (DE-OS 28 28 678).
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen hat dem gegenüber den Vorteil, daß mit relativ einfachen Mitteln für den Aufbau der Erregung des elektromagnetischen Verbrauchers, das heißt also für die Anzugsphase des Magnetventils, ein entsprechend großer Strom zur Verfügung gestellt werden kann, so daß das Magnetventil sicher und innerhalb kürzester Zeit anzieht. Ist dieser Zustand erreicht, so wird auf eine wesentlich geringere Energiezufuhr umgeschaltet, daß heißt, der Verbraucherstrom wird auf den Haltestrom des Magnetventils reduziert. Die Erfindung nutzt zur Durchführung des vorstehend geschilderten Betriebs die bereits im Fahrzeug vorhandenen Einrichtungen. Dieses sind zum einen der Generator (Lichtmaschine) und zum anderen die Batterie. Da der Generator während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine Aufladung der Batterie vornimmt, ist seine Klemmenspannung größer gewählt, als die der Batterie. Die Erfindung macht sich dies zunutze, indem eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist, die den Verbraucher (Magnetventil) für einen Aufbau seiner Erregung, das heißt also für die Anzugsphase, mit dem Generator verbindet, so daß er an eine relativ hohe Spannung angeschlossen wird , die zu einer raschen Erregung führt. Handelt es sich bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel bei dem Verbraucher um das erwähnte Magnetventil, so wird dieses innerhalb sehr kurzer Zeit angezogen. Ist dieser Zustand erreicht, das heißt, liegt der gewünschte Erregungszustand der Verbrauchers vor, so nimmt die Schaltungsanordnung erfindungsgemäß eine derartige Umschaltung vor, daß für eine Aufrechterhaltung einer hinreichenden Erregung eine Verbindung zur Batterie hergestellt und die Verbindung zum Generator unterbrochen wird. Vorzugsweise wird die Erregung dabei auf einen relativ niedrigen Wert heruntergefahren, der jedoch ausreicht, die Anzugsstellung des Magnetventils beizubehalten. Der anfangs fließende Anzugstrom kann demgemäß auf den Haltestrom reduziert werden. The supply circuit according to the invention with the features mentioned in the main claim has the advantage that a correspondingly large current can be provided with relatively simple means for building the excitation of the electromagnetic consumer, that is to say for the pull-in phase of the solenoid valve, so that the solenoid valve picks up safely and within a very short time. If this state is reached, a switch is made to a substantially lower energy supply, that is to say the consumer current is reduced to the holding current of the solenoid valve. The invention uses the facilities already present in the vehicle to carry out the operation described above. These are the generator (alternator) and the battery. Since the generator charges the battery during operation of the internal combustion engine, its terminal voltage is higher chosen as that of the battery. The invention makes use of this by providing a circuit arrangement which connects the consumer (solenoid valve) to the generator for building up its excitation, that is to say for the starting phase, so that it is connected to a relatively high voltage which is too high leads to rapid excitement. If the consumer is the aforementioned solenoid valve in the exemplary embodiment considered here, it is tightened within a very short time. If this state is reached, that is, if the consumer is in the desired state of excitation, the circuit arrangement according to the invention carries out such a switchover that a connection to the battery is established and the connection to the generator is interrupted in order to maintain sufficient excitation. In this case, the excitation is preferably reduced to a relatively low value, which, however, is sufficient to maintain the tightening position of the solenoid valve. The initial current flowing in can accordingly be reduced to the holding current.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen Generator und Verbraucher eine Spannungserhöhungseinrichtung liegt. Hierdurch ist es möglich, in relativ kurzer Zeit einen sehr hohen Strom durch die Erregerwicklung des Magnetventils zu treiben. Der Anzugstromimpuls liegt bei einer Induktivität von beispielsweise 170 mH vorzugsweise in einer Größenordnung von 70 A. Dies erfordert eine Spannung in der Größenordnung von etwa 100 Volt. Die Spannungserhöhungseinrichtung muß demgemäß die Bord netzspannung, die üblicherweise zwischen 12 und 14 Volt liegt, bis auf diesem Spannungsbetrag erhöhen. According to a development of the invention it is provided that a voltage increasing device is located between the generator and the consumer. This makes it possible to drive a very high current through the field winding of the solenoid valve in a relatively short time. With an inductance of 170 mH, for example, the pull-in current pulse is preferably of the order of 70 A. This requires a voltage of the order of about 100 volts. The voltage booster must accordingly the board increase the mains voltage, which is usually between 12 and 14 volts, up to this voltage amount.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Spannungserhöhungseinrichtung als Transformator ausgebildet. Bei dem Generator handelt es sich vorzugsweise um einen Wechselstromgenerator, insbesondere kann ein Drehstromgenerator zum Einsatz gelangen. According to a preferred embodiment of the invention, the voltage increasing device is designed as a transformer. The generator is preferably an alternating current generator, in particular a three-phase generator can be used.
Zwischen Generator und Verbraucher kann ein Gleichrichter geschaltet sein. Dieser liegt insbesondere zwischen dem die Spannungserhöhungseinrichtung bildenden Transformator und dem Magnetventil. Im Falle eines Drehstromgenerators wird somit zunächst eine Transformation der erzeugten dreiphasigen Wechselspannung und anschließend deren Gleichrichtung vorgenommen. Die dreiphasige Anordnung hat den Vorteil, daß die Welligkeit der gleichgerichteten Gleichspannung relativ gering ist. A rectifier can be connected between the generator and the consumer. This is in particular between the transformer forming the voltage increasing device and the solenoid valve. In the case of a three-phase generator, the three-phase AC voltage generated is first transformed and then rectified. The three-phase arrangement has the advantage that the ripple of the rectified DC voltage is relatively low.
Um für die Anzugphase des Magnetventils hinreichend Energie zur Verfügung stellen zu können, ist der Einsatz eines Energiespeichers möglich. Dieser kann insbesondere dem Gleichrichter nachgeschaltet und als Kondensator ausgebildet sein. In order to be able to provide sufficient energy for the pull-in phase of the solenoid valve, the use of an energy store is possible. This can in particular be connected downstream of the rectifier and can be designed as a capacitor.
Die Umschaltung von dem geschilderten Anzugbetrieb in den Haltebetrieb wird von steuerbaren Schaltgliedern der Schaltungsanordnung ausgeführt. Vorzugsweise ist eines der Schaltglieder mit dem Generator und ein weiteres mit der Batterie verbunden. Die beiden Schaltglieder führen den Verbraucherstrom über in Durchlaßrichtung geschaltete Dioden zum Verbraucher. Diese Dioden entkoppeln die beiden Energiequellen (Generator bzw. Energiespeicher und Batterie) von einander. The switchover from the described tightening mode to the holding mode is carried out by controllable switching elements of the circuit arrangement. One of the switching elements is preferably connected to the generator and another to the battery. The two switching elements lead the consumer current to the consumer via diodes switched in the forward direction. These diodes decouple the two energy sources (generator or energy storage device and battery) from each other.
Zeichnung drawing
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutsrt. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to the figures. Show it:
Figur 1 ein Prinzipschaltbild eines mit der erfindungsgemäßen Versorgungsschaltung versehenen Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges, FIG. 1 shows a basic circuit diagram of an electrical system of a motor vehicle provided with the supply circuit according to the invention,
Figur 2 ein Blockschaltbild eines Generators und einer Spannungserhöhungsschaltung, FIG. 2 shows a block diagram of a generator and a voltage boost circuit,
Figur 3 eine mit der Einrichtung gemäß Figur 2 in Verbindung stehende Schaltungsanordnung, die mehrere Magnetventile einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs versorgt, 3 shows a circuit arrangement which is connected to the device according to FIG.
Figur 4 a-d die Schaltungsanordnung gemäß Figur 3 in verschiedenen Schaltzuständen, 4 a-d the circuit arrangement according to FIG. 3 in different switching states,
Figur 5 ein Diagramm einer gleichgerichteten Generatorspannung und Figure 5 is a diagram of a rectified generator voltage and
Figur 6 ein Strom-Zeitdiagramm eines Magnetventils. Figure 6 is a current-time diagram of a solenoid valve.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels Description of an embodiment
Die Figur 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 eines nicht dargestellten Fahrzeugs, Über eine Keilriemen anordnung 2 ist die Brennkraftmaschine 1 mit einem Generator 3 (Lichtmaschine) verbunden, der als Drehstromgenerator ausgebildet ist. Die Brennkraftmaschine 1 weist vier Zylinder auf, so daß demgemäß vier Einspritzventile 4 vorgesehen sind, die als Magnetventile 5 ausgebildet sind und somit elektromagnetische Verbraucher 6 darstellen. 1 shows an internal combustion engine 1 of a vehicle, not shown, via a V-belt arrangement 2, the internal combustion engine 1 is connected to a generator 3 (alternator), which is designed as a three-phase generator. The internal combustion engine 1 has four cylinders, so that accordingly four injection valves 4 are provided, which are designed as solenoid valves 5 and thus represent electromagnetic consumers 6.
Über Leitungen 7 sind die Magnetventile 5 mit einem Steuergerät 8 verbunden, das mit einem Rechner 9 zusammen wirkt. Der Rechner 9 weist Eingänge 10 auf, denen die notwendigen Informationen zur Bestimmung des Einspritzzeitpunktes, der Einspritzmenge und der Länge des Einspritzvorgangs zugeführt werden. The solenoid valves 5 are connected via lines 7 to a control unit 8 which interacts with a computer 9. The computer 9 has inputs 10, to which the necessary information for determining the injection timing, the injection quantity and the length of the injection process are fed.
Das Steuergerät 8 ist über eine Leitung 11 mit dem Generator 3 und über eine Leitung 12 mit einer Batterie 13 des Fahrzeugs verbunden. Ferner besteht eine Leitungsverbindung 14 zwischen dem Generator 3 und der Batterie 13. Die Leitungsverbindung 14 stellt das Nachladen der Batterie 13 sicher. The control unit 8 is connected to the generator 3 via a line 11 and to a battery 13 of the vehicle via a line 12. There is also a line connection 14 between the generator 3 and the battery 13. The line connection 14 ensures that the battery 13 is recharged.
Die Figur 2 zeigt schematisch den näheren Aufbau des Generators 3. Dieser besitzt einen Rotor 15 sowie einen Stator 16 und einen Regler 17, der elektronisch ausgebildet ist, was in der Zeichnung durch die Darstellung eines Transistors symbolisiert wird. Der Stator 16 steht über Leitungen 18 mit einer Spannungserhöhungseinrichtung 19 in Verbindung, die als Transformator 20 ausgebildet ist. Während die Primärwicklung P an den Stator 16 des Generators 3 angeschlossen ist, steht die Sekundärwicklung S des Transformators 20 mit einem Gleichrichter 21 in Ver bindung. Die gleichgerichtete Transformatorspannung steht an Klemmen 22 und 23 zur Verfügung. FIG. 2 schematically shows the closer structure of the generator 3. This has a rotor 15 and a stator 16 and a regulator 17, which is designed electronically, which is symbolized in the drawing by the representation of a transistor. The stator 16 is connected via lines 18 to a voltage increasing device 19, which is designed as a transformer 20. While the primary winding P is connected to the stator 16 of the generator 3, the secondary winding S of the transformer 20 is connected to a rectifier 21 binding. The rectified transformer voltage is available at terminals 22 and 23.
Die Klemmen 22 und 23 der Figur 2 sind an entsprechende Klemmen 22' und 23' der Figur 3 angeschlossen. Die Klemme 22' steht ferner mit Masse 24, das heißt, dem Chassis des Fahrzeugs in Verbindung. Der Minus-Pol der Batterie 13 ist ebenfalls auf Masse 24 gelegt. Der Plus-Pol der Batterie. 13 ist an eine Klemme 25 angeschlossen. Mithin liegt zwischen der Klemme 25 und Masse 24 die Batteriespannung Usatt und zwischen der Klemme 23 bzw. 23' und Masse 24 die durch den Transformator 3 hochgespannte und vom Gleichrichter 21 gleichgerichtete Generatorspannung UGen. The terminals 22 and 23 of Figure 2 are connected to corresponding terminals 22 'and 23' of Figure 3. Terminal 22 'is also connected to ground 24, that is, the chassis of the vehicle. The negative pole of the battery 13 is also connected to ground 24. The plus pole of the battery. 13 is connected to a terminal 25. The battery voltage Usatt is therefore between the terminals 25 and 24 and the generator voltage U Gen which is high-voltage through the transformer 3 and rectified by the rectifier 21 is between the terminals 23 and 23 'and ground 24.
Die Klemmen 22', 23' und 25 gehören einer Schaltungsanordnung 26 an, die steuerbare Schaltglieder S1, S2, S3, S4, S5 und S6 aufweist. Die Schaltglieder S1 bis S6 lassen sich über eine nicht näher dargestellte Steuereinrichtung der Schaltungsanordnung 26 bzw. durch das Steuergerät 8 in ihren ein- bzw. ausgeschalteten Zustand versetzen. The terminals 22 ', 23' and 25 belong to a circuit arrangement 26 which has controllable switching elements S1, S2, S3, S4, S5 and S6. The switching elements S1 to S6 can be set to their on or off state by a control device of the circuit arrangement 26 (not shown) or by the control unit 8.
Während der eine Pol 27 des Schaltglieds S1 mit der Klemme 25 verbunden ist, führt der andere Pol 28 zur Anode einer Diode D1. Die Kathode der Diode D1 ist an einen Verbindungspunkt 29 angeschlossen. While one pole 27 of the switching element S1 is connected to the terminal 25, the other pole 28 leads to the anode of a diode D1. The cathode of the diode D1 is connected to a connection point 29.
Zwischen die Klemmen 22' und 23' ist ein Kondensator C geschaltet, der einen Energiespeicher 30 bildet. Die Klemme 23' steht ferner mit dem einen Pol 31 des Schaltglieds S2 in Verbindung. Der andere Pol 32 des Schaltglieds S2 ist an die Anode einer Diode D2 ange schlossen, dessen Kathode zum Verbindungspunkt 29 führt, Über Leitungen 33, die die in der Figur 1 dargestellte Leitung 7 umfassen, ist der Verbindungspunkt 29 mit dem jeweiligen einen Anschluß von Erregerwicklungen 34 der Magnetventile 5 verbunden. Die anderen Anschlüsse der Erregerwicklungen 34 stehen mit Polen 35, 36, 37 und.38. den Schaltglieder S3, S4, S5 und S6 in Verbindung. Die anderen Pole 39, 40, 41 und 42 der Schaltglieder S3, S4, S5 und S6 führen zu einer Sammelleitung 43, die über einen Meßwiderstand 44 mit Masse 24 verbunden ist. Parallel zum Meßwiderstand 44 ist ein Stromregler 45 geschaltet, der mit Einrichtungen des Steuergeräts 8 zusammenwirkt, um eine optimale Stromversorgung der Magnetventile 5 sicherzustellen. A capacitor C, which forms an energy store 30, is connected between the terminals 22 'and 23'. The terminal 23 'is also connected to the one pole 31 of the switching element S2. The other pole 32 of the switching element S2 is connected to the anode of a diode D2 closed, the cathode of which leads to the connection point 29, via lines 33, which comprise the line 7 shown in FIG. 1, the connection point 29 is connected to the respective one connection of excitation windings 34 of the solenoid valves 5. The other connections of the field windings 34 are connected to poles 35, 36, 37 and 38. the switching elements S3, S4, S5 and S6 in connection. The other poles 39, 40, 41 and 42 of the switching elements S3, S4, S5 and S6 lead to a bus 43 which is connected to ground 24 via a measuring resistor 44. A current regulator 45 is connected in parallel with the measuring resistor 44 and interacts with devices of the control unit 8 in order to ensure an optimal power supply for the solenoid valves 5.
Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte, erfindungsgemäße Versorgungsschaltung für die Magnetventile 5 arbeitet folgendermaßen: The supply circuit according to the invention for the solenoid valves 5 shown in FIGS. 2 and 3 operates as follows:
Es sei unterstellt, daß das Steuergerät 8 eine Kraftstoffeinspritzung in den ersten Zylinder Zyl1 der Brennkraftmaschine 1 vornehmen will. Der erste Zylinder Zyl1 ist dem Schaltglied S3 zugeordnet, während der zweite Zylinder Zyl2 mit dem Schaltglied S4, der dritte Zylinder Zyl3 mit dem Schaltglied S5 und der vierte Zylinder Zyl4 mit dem Schaltglied S6 zusammenwirkt (vergleiche Figur 4). Für den Betrieb des ersten Zylinders Zyl 1 steuert das Steuergerät 8 die Schaltglieder S2 und S3 in ihre geschlossenen Zustände, so daß durch die Erregerwicklung 34 des dem ersten Zylinders Zyl1 zugeordneten Magnetventils 5 ein Anzugstrom IA fließt, der von der Generatorspannung UGen getrieben wird. Aufgrund der Spannungserhö hung durch den Transformator 20 kann die Generatorspannung UGen einen relativ hohen Wert aufweisen und überdies tritt zu der Direktspeisung durch den Generator 3 noch der Energieinhalt des Kondensators C hinzu, so daß es insgesamt zu einem kräftigen und schnell ansteigenden Stromimpuls des Anzugstroms IA kommt, wie dies aus der Figur 6 zu entnehmen ist. Der Zeitpunkt t1 kennzeichnet dort das Einschalten der Erregerwicklung 34 des Magnetventils 5 des Zylinders Zyl1. It is assumed that the control unit 8 wants to inject fuel into the first cylinder Zyl1 of the internal combustion engine 1. The first cylinder Zyl1 is assigned to the switching element S3, while the second cylinder Zyl2 interacts with the switching element S4, the third cylinder Zyl3 with the switching element S5 and the fourth cylinder Zyl4 with the switching element S6 (see FIG. 4). For the operation of the first cylinder Zyl 1, the control device 8 controls the switching elements S2 and S3 in their closed states, so that a pull-in current I A flows through the excitation winding 34 of the solenoid valve 5 assigned to the first cylinder Cyl1 and is driven by the generator voltage U Gen . Due to the voltage increases hung by the transformer 20, the generator voltage U Gen can have a relatively high value and, in addition to the direct supply by the generator 3, the energy content of the capacitor C is added, so that overall there is a strong and rapidly increasing current pulse of the starting current I A , as can be seen from FIG. 6. The point in time t 1 indicates the activation of the field winding 34 of the solenoid valve 5 of the cylinder Zyl1.
Zum Zeitpunkt t2 (Figur 6) wird Schaltglied S2 der Schaltungsanordnung 26 wieder in seinen geöffneten Zuständ zurückversetzt (Figur 4b) und gleichzeitig das Schaltglied S1 in seine geschlossene Stellung überführt. Hierdurch erfolgt eine Abtrennung der Erregerwicklung 34 des Magnetventils 5 des ersten Zylinders Zyl1 von der GeneratorSpannung UGen und gleichzeitig ein Anschluß an die Batteriespannung UBatt. Da -wie eingangs schon erwähnt- die Batteriespannung UBatt kleiner als die Generatorspannung UGen ist, fällt auch der durch die Erregerwickung 34 fließende Strom ab und zwar bis auf einen Haltestrom IH, der ausreicht, das Magnetventil 5 in angezogenem Zustand zu halten. Der Abfall des Stromes ist deutlich aus der Figur 6 entnehmbar: vom Zeitpunkt t2 an sinkt der Strom durch die Erregerwicklung 34 auf den Haltestrom IH ab. At time t 2 (FIG. 6), switching element S2 of circuit arrangement 26 is returned to its open state (FIG. 4b) and, at the same time, switching element S1 is moved into its closed position. This separates the excitation winding 34 of the solenoid valve 5 of the first cylinder Zyl1 from the generator voltage U Gen and at the same time connects to the battery voltage U Batt . Since, as already mentioned at the beginning, the battery voltage U Batt is lower than the generator voltage U Gen , the current flowing through the excitation winding 34 also drops, to a holding current I H which is sufficient to keep the solenoid valve 5 in the tightened state. The drop in the current can be clearly seen in FIG. 6: from time t 2 , the current through the excitation winding 34 drops to the holding current I H.
Zum Zeitpunkt t3 (Figur 6) öffnen die Schaltglieder S1 und S3 ( vergleiche Figur 4c ) , so daß der Strom auf den Wert "0" absinkt. Die Ansteuerung der anderen Erregerwicklungen 34 der den Zylindern Zyl2, Zyl3 und Zyl4 zugeordneten Magnetventile 5 erfolgt in entsprechender Weise. At time t 3 (FIG. 6), switching elements S1 and S3 open (see FIG. 4c), so that the current drops to the value "0". The other excitation windings 34 of the solenoid valves 5 assigned to the cylinders Zyl2, Zyl3 and Zyl4 are activated in a corresponding manner.
Aus alledem wird deutlich, daß der Aufbau der Erregung in der Erregerwicklung 34 des entsprechenden Magnetventils 5 direkt durch die vom Generator 3 gelieferte Energie erfolgt, wobei das Wort "direkt" die Möglichkeit des Einsatzes einer Spannungserhöhungseinrichtung und eines Gleichrichters umfassen soll. Für die Aufrechterhaltung einer hinreichenden Erregung derart, daß der angezogene Zustand der Magnetventile 5 erhalten bleibt, wird die von der Batterie 13 gelieferten Energie eingesetzt. From all this it is clear that the excitation in the excitation winding 34 of the corresponding solenoid valve 5 is built up directly by the energy supplied by the generator 3, the word "direct" being intended to include the possibility of using a voltage booster and a rectifier. The energy supplied by the battery 13 is used to maintain sufficient excitation such that the attracted state of the solenoid valves 5 is maintained.
Die Figur 5 zeigt -wie bereits erwähnt-, daß die von dem Drehstromgenerator gelieferte und vom dem Transformator 20 hochgespannte sowie von dem Gleichrichter 21 gleichgerichtete Spannung nur eine relativ geringe Welligkeit aufweist. As already mentioned, FIG. 5 shows that the voltage supplied by the three-phase generator and high-voltage by the transformer 20 and rectified by the rectifier 21 has only a relatively small ripple.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Versorgungsschaltung für den Betrieb eines elektromagnetischen Verbrauchers eines mit Generator (Lichtmaschine) sowie Batterie versehenen Fahrzeugs, insbesondere zum Betreiben mindestens eines Magnetventils einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Schaltungsanordnung (26), die den Verbraucher ( 6 ) für einen Aufbau seiner Erregung mit dem Generator (3) verbindet und anschließend für eine Aufrechterhaltung einer hinreichenden Erregung eine Verbindung zur Batterie (13) herstellt und die Verbindung zum Generator (3) unterbricht. 1. Supply circuit for the operation of an electromagnetic consumer of a vehicle provided with a generator (alternator) and battery, in particular for operating at least one solenoid valve of an injection system of an internal combustion engine of the vehicle, characterized by a circuit arrangement (26) which the consumer (6) uses to build up his Connects excitation to the generator (3) and then establishes a connection to the battery (13) for maintaining sufficient excitation and interrupts the connection to the generator (3).
2. Versorgungsschaltung nach Anspruch 1, g e k e n nz e i c h n e t d u r c h eine zwischen Generator (3) und Verbraucher (6) liegende Spannungserhöhungseinrichtung (19). 2. Supply circuit according to claim 1, geken nz eichnet through a between the generator (3) and consumer (6) lying voltage increasing device (19).
3. Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e ic h n e t, daß die Spannungserhöhungseinrichtung (19) ein Transformator (20) ist. 3. Supply circuit according to one of the preceding claims, that the voltage booster device (19) is a transformer (20).
4. Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Generator (3) ein Wechselstromgenerator ist. 4. Supply circuit according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the generator (3) is an AC generator.
5. Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Generator (3) ein Drehstromgenerator ist. 5. Supply circuit according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the generator (3) is a three-phase generator.
6. Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen Generator (3) und Verbraucher (6) ein Gleichrichter (21) geschaltet ist. 6. Supply circuit according to one of the preceding claims, that a rectifier (21) is connected between the generator (3) and the consumer (6).
7. Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Gleichrichter (21) ein Energiespeicher (30) nachgeschaltet ist. 7. Supply circuit according to one of the preceding claims, that the energy rectifier (21) is followed by an energy store (30).
8. Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Energiespeicher (30) ein Kondensator (C) ist. 8. Supply circuit according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the energy store (30) is a capacitor (C).
9. Versorgungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schaltungsanordnung (26) ein mit dem Generator (3) und ein mit der Batterie (13) verbun- denes steuerbares Schaltglied (S1, S2) aufweist und daß die beiden Schaltglieder (S1, S2) jeweils über eine für den Verbraucherstrom (IA, Ig) in Durchlaßrichtung geschaltete Diode (D1, D2) an den Verbraucher ( 6 ) angeschlossen sind. 9. Supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement (26) one with the generator (3) and one with the battery (13) connected whose controllable switching element (S1, S2) and that the two switching elements (S1, S2) are each connected to the consumer (6) via a diode (D1, D2) switched in the forward direction for the consumer current (I A , Ig).
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